Trái Đất đang quay chậm lại giúp chúng ta có đủ oxy để thở

Việc chúng ta có đủ oxy để thở khi Trái Đất quay chậm lại không phải là vì quay nhanh thì oxy bay ra vũ trụ đâu, câu trả lời bắt nguồn từ những biến đổi âm thầm phía trong.

Những ngày dài hơn, sự sống phong phú hơn

Kể từ khi hình thành cách đây khoảng 4,5 tỷ năm, Trái đất không ngừng giảm tốc độ quay.

Các nhà khoa học tính toán rằng mỗi thế kỷ, độ dài một ngày trên Trái đất tăng thêm khoảng 1,8 mili giây. Nếu quay ngược thời gian, cách đây 1,4 tỷ năm, một ngày chỉ kéo dài 18 tiếng, và thậm chí chỉ 70 triệu năm trước, ngày còn ngắn hơn hiện nay khoảng nửa tiếng.

Nguyên nhân nằm ở lực hấp dẫn của Mặt trăng. Khi Mặt trăng quay quanh Trái đất, nó tạo ra lực thủy triều, dần dần làm tiêu hao năng lượng quay của hành tinh. Đồng thời, Mặt trăng cũng đang rất chậm rãi trôi ra xa Trái đất – khoảng 3,8 cm mỗi năm.

Thoạt nhìn, những thay đổi này có vẻ không mấy quan trọng. Thế nhưng trong thang thời gian địa chất, việc ngày dài hơn đã tạo ra môi trường thuận lợi giúp tảo lam – những sinh vật nhỏ bé sản sinh oxy qua quang hợp – hoạt động hiệu quả hơn. Và chính sự gia tăng oxy đó đã thay đổi vận mệnh của toàn bộ hành tinh.

Những “người hùng thầm lặng” trên Trái Đất

Khoảng 2,4 tỷ năm trước, Trái đất trải qua Sự kiện Đại Oxy hóa (Great Oxidation Event). Đây là thời kỳ đánh dấu lần đầu tiên lượng oxy trong khí quyển tăng vọt, từ gần như bằng không lên mức đủ để làm thay đổi hóa học bề mặt hành tinh.

Tác nhân chính không phải những thay đổi khổng lồ từ bên ngoài, mà lại là công lao của các sinh vật cực nhỏ: tảo lam (cyanobacteria).

Thông qua quá trình quang hợp, tảo lam hấp thụ ánh sáng mặt trời và thải ra oxy. Tuy nhiên, điều ít ai ngờ tới là tảo lam… không phải những “người dậy sớm”. Các nghiên cứu cho thấy ngay cả khi ánh nắng ban mai xuất hiện, phải mất vài giờ thì tảo lam mới bắt đầu quang hợp hiệu quả.

Trong điều kiện ngày quá ngắn, “cửa sổ” hoạt động cho quá trình sản xuất oxy trở nên cực kỳ hạn chế. Và nếu Trái đất tiếp tục quay nhanh, có thể tảo lam sẽ không bao giờ kịp tạo ra đủ oxy để bầu khí quyển thay đổi.

Khi độ dài của một ngày kéo dài nhờ Trái đất quay chậm lại, tảo lam có thêm thời gian quý báu để bơm lượng lớn oxy vào bầu không khí – từng chút một, dẫn đến cuộc cách mạng sinh thái vĩ đại.

Nhóm nghiên cứu quốc tế đã kiểm chứng giả thuyết này bằng cách khảo sát các thảm vi sinh vật dưới đáy hố Middle Island ở hồ Huron, Bắc Mỹ. Đây được xem là mô hình thu nhỏ gần giống với các quần thể vi sinh vật cổ xưa trên Trái đất.

Tại đó, ban đêm là thời gian các vi khuẩn tiêu hóa lưu huỳnh hoạt động. Khi trời sáng, chúng rút xuống và tảo lam mới bắt đầu trỗi dậy để quang hợp. Nhưng quá trình này không ngay lập tức – phải vài giờ sau bình minh, tảo lam mới sản sinh oxy mạnh mẽ.

Điều này cho thấy rằng nếu không có những ngày dài, tảo lam sẽ có quá ít thời gian để đóng vai trò thay đổi khí quyển Trái đất.

Sự kỳ diệu từ những thay đổi âm thầm

Điều thú vị là nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hiện tượng ngày dài ra không chỉ liên quan đến Đại Oxy hóa lần đầu.

Khoảng 550–800 triệu năm trước, Trái đất trải qua Sự kiện Oxy hóa Neoproterozoic – một lần nữa bầu khí quyển được “bơm” thêm oxy, tạo tiền đề cho sự bùng nổ của các sinh vật đa bào và sự tiến hóa mạnh mẽ của sự sống.

Cả hai sự kiện đều trùng hợp với những giai đoạn Trái đất có ngày dài hơn đáng kể – một bằng chứng mạnh mẽ củng cố giả thuyết rằng độ dài ngày là yếu tố nền tảng quyết định tốc độ sản xuất oxy.

Nghiên cứu này không chỉ mở rộng hiểu biết về lịch sử khí quyển Trái đất, mà còn nhắc nhở chúng ta rằng những thay đổi vĩ đại nhất đôi khi bắt nguồn từ những chuyển động nhỏ bé, âm thầm kéo dài qua hàng tỷ năm.

Trong nhịp điệu quay chậm dần của Trái đất, sự sống đã tìm thấy cơ hội để nảy nở. Và trong từng khoảnh khắc tưởng như bình thường ấy, lịch sử của cả hành tinh đã được viết lại.